本文關(guān)鍵詞：基于ScanSAR海冰圖像的冰水解譯

  更多相關(guān)文章： 入射角效應(yīng) ScanSAR 馬爾可夫隨機場 支持向量機 海冰

【摘要】：海冰解譯是海冰監(jiān)測和預(yù)報的重要組成部分,SAR (Synthetic Aperture Radar)是海冰監(jiān)測和預(yù)報的重要工具。為了在一次掃描過程中,采集到更大范圍的地物信息,目前,很多SAR系統(tǒng)都采用了ScanSAR (Scanning Synthetic Aperture Radar)這種工作模式。在這種工作模式下,雷達系統(tǒng)掃描寬度能夠達到100km以上,采集到的海冰圖像存在較大的入射角變化。為了減弱入射角變化對海冰解譯的影響,有必要在對ScanS AR海冰圖像進行解譯之前,進行入射角校正,然后再對校正后的海冰圖像進行解譯�；谇叭藢θ肷浣切Ｕ椒ǖ难芯�,本文首先提出了一種新的按類校正方法。文中用于測試的海冰SAR數(shù)據(jù)集是采集自渤海海域的ENVISAT ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar)數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)按類校正,首先沿距離向?qū)⒃紙D像分割成若干個圖像塊,實現(xiàn)基于塊的初始非監(jiān)督分類。利用分類圖像構(gòu)建各海冰類的掩膜圖像,針對特定的海冰類用本文提出的局部線性映射(Locally Linear Mapping, LLM)方法實現(xiàn)按類校正。由于方位帶上后向散射值分布是離散和非線性的,LLM方法先對每個方位帶上特定的目標(biāo)類的后向散射值進行數(shù)值排序,然后把排序后的數(shù)值近似平均的劃分為N子集以保證各子集內(nèi)后向散射值的分布是局部線性的,由此實現(xiàn)方位帶與參考帶間的局部線性映射。實驗表明,LLM校正后的ScanSAR圖像呈現(xiàn)出更詳細的紋理,且雷達數(shù)據(jù)中自然信號的變化被保留,這證明與類HIST技術(shù)相比,LLM更有益于海冰SAR數(shù)據(jù)的入射角校正。此外,本文還討論了參考帶的確定方法以及方位帶寬度與后向散射值的平均變化率之間的關(guān)系。另外,本文將基于馬爾可夫隨機場(Markov Random Field, MRF)的空間語境信息引入支持向量機(Support Vector Machine, S VM)分類器中,提出MRF-SVM分類系統(tǒng)。本系統(tǒng)首先將SAR海冰圖像區(qū)域化,然后利用雙閾值準(zhǔn)則判別邊緣強弱,最后針對模糊邊緣區(qū)域改進基于MRF的空間語境模型,修正SVM原始問題中的偏差因子,從而優(yōu)化最優(yōu)分類超平面。實驗表明,該方法可以有效提高ScanSAR海冰圖像的解譯精度。
【關(guān)鍵詞】：入射角效應(yīng) ScanSAR 馬爾可夫隨機場 支持向量機 海冰
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 研究背景和意義15-18
• 1.1.1 研究背景15-16
• 1.1.2 研究意義16-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.2.1 入射角規(guī)格化研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.2 SAR圖像解譯研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 論文的研究內(nèi)容與安排22-24
• 1.3.1 論文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點22-24
• 1.3.2 論文的主要安排24
• 1.4 本章小結(jié)24-25
• 第二章 SAR相關(guān)理論25-39
• 2.1 SAR基礎(chǔ)知識25-27
• 2.2 入射角27-29
• 2.3 ScanSAR基礎(chǔ)知識29-36
• 2.3.1 ScanSAR成像原理29-32
• 2.3.2 常用的ScanSAR系統(tǒng)32-36
• 2.4 海冰的雷達后向散射及其依賴性36-37
• 2.5 CIS冰況圖37-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 入射角校正方法39-49
• 3.1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)39-41
• 3.1.1 研究區(qū)域39-40
• 3.1.2 實驗數(shù)據(jù)40-41
• 3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理41-43
• 3.2.1 SAR圖像定標(biāo)41-42
• 3.2.2 斑點去噪42-43
• 3.3 類HIST規(guī)格化方法43-44
• 3.4 LLM校正方法44-48
• 3.4.1 基于塊的分類44-45
• 3.4.2 基于局部線性映射的入射角校正45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 結(jié)合MRF和SVM的SAR海冰圖像分類49-59
• 4.1 MAP-MRF模型49-50
• 4.2 支持向量機50-53
• 4.3 MRF-SVM冰水分類系統(tǒng)53-57
• 4.3.1 區(qū)域化處理53-54
• 4.3.2 特征向量的提取54
• 4.3.3 MRF-SVM分類54-56
• 4.3.4 基于RAG的邊緣語境模型56
• 4.3.5 雙閾值準(zhǔn)則56-57
• 4.4 系統(tǒng)流程57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 實驗結(jié)果與分析59-70
• 5.1 入射角校正結(jié)果與分析59-64
• 5.1.1 基于塊的分類結(jié)果與分析59-60
• 5.1.2 入射角校正結(jié)果與分析60-62
• 5.1.3 方位帶寬度的選擇62-64
• 5.1.4 不同SAR圖像校正結(jié)果的相互比較64
• 5.2 ScanSAR海冰圖像冰水解譯結(jié)果與分析64-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 工作總結(jié)70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果清單78-79

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 德;;測量海冰厚度新技術(shù)[J];科技信息;1987年09期

2 郭鳳蓮,趙仁宇,王維濱;無源微波遙感技術(shù)在海冰測厚中的應(yīng)用研究[J];遙感學(xué)報;2000年02期

3 龔家龍;;海冰衛(wèi)星實況圖像開始電視試播[J];遙感信息;1988年02期

4 蔣維東;作為隨機振動的海冰變化模型[J];成都氣象學(xué)院學(xué)報;1990年Z1期

5 鄭新江;趙長海;;衛(wèi)星遙感技術(shù)在海冰減災(zāi)中的應(yīng)用[J];遙感信息;1991年03期

6 劉錫安,譚世祥;遼東灣海冰樣區(qū)數(shù)學(xué)模型的建立[J];儀器儀表學(xué)報;1990年04期

7 金亞秋,張俊榮,趙仁宇;海冰微波輻射的數(shù)值模式和遙感實驗測量[J];環(huán)境遙感;1992年01期

8 鄭新江,邱康睦,陸風(fēng);定量計算渤海海冰參數(shù)的遙感方法[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;1998年03期

9 ;北冰洋海冰面積可能創(chuàng)最小紀(jì)錄9月中到下旬會縮到最小值[J];科技傳播;2012年16期

10 黃潤恒;劉清革;;從衛(wèi)星遙感圖象序列計算遼東灣海冰運動速度矢量[J];遙感學(xué)報;1997年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭井學(xué);李鑫;席穎;李丙瑞;;雷達技術(shù)在極地海冰厚度探測中的應(yīng)用研究[A];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會第二十六屆年會、中國地震學(xué)會第十三次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

2 武皓微;龐永杰;;海冰的危害及其淡化利用[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集(中)[C];2011年

3 孫波;何茂兵;康建成;溫家洪;李院生;;探地雷達對北冰洋海冰的探測與分析[A];中國地球物理學(xué)會年刊2002——中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集[C];2002年

4 王幫兵;孫波;田鋼;郭井學(xué);張向培;;三維雷達方法探測北極夏季海冰[A];中國地球物理學(xué)會第22屆年會論文集[C];2006年

5 郭井學(xué);孫波;;電磁感應(yīng)方法在波西尼亞灣海冰厚度探測中的應(yīng)用[A];中國地球物理學(xué)會第二十三屆年會論文集[C];2007年

6 王剛;季順迎;呂和祥;岳前進;;海冰的廣義雙剪粘彈塑性本構(gòu)模型[A];數(shù)學(xué)·力學(xué)·物理學(xué)·高新技術(shù)研究進展——2006（11）卷——中國數(shù)學(xué)力學(xué)物理學(xué)高新技術(shù)交叉研究會第11屆學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

7 吳輝碇;;海冰動力學(xué)過程的數(shù)值模擬[A];面向21世紀(jì)的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（上冊）[C];1999年

8 李彥青;蘇潔;汪洋;郭曉葭;翟夢茜;;渤海海冰距離侯平均時間序列構(gòu)建與分析[A];第28屆中國氣象學(xué)會年會——S3天氣預(yù)報災(zāi)害天氣研究與預(yù)報[C];2011年

9 周琳琳;康建成;益建芳;張小偉;;被動微波遙感與南極海冰[A];中國地球物理學(xué)會年刊2002——中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集[C];2002年

10 周凱;;基于機載多傳感器系統(tǒng)的海冰航空遙測研究[A];第十四屆全國遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 周潔;海冰不期而至[N];中國氣象報;2010年

2 記者 馮君　王晨;渤海海冰范圍比常年平均偏大2.1倍[N];中國氣象報;2010年

3 本報記者 張一玲;科學(xué)利用海冰資源 淡化研究取得進展[N];中國海洋報;2010年

4 本報記者 鄭楊;海冰預(yù)警：科技大顯身手[N];經(jīng)濟日報;2010年

5 海貝;走近海冰[N];中國漁業(yè)報;2010年

6 記者 閆平;海冰淡化離我們還有多遠[N];經(jīng)濟參考報;2010年

7 本報記者 丁雷;海冰——變害為利正當(dāng)時[N];大連日報;2010年

8 記者 李大慶;我首創(chuàng)利用海冰水灌溉農(nóng)田[N];科技日報;2005年

9 本報特派記者 陳瑜;“行走”海冰上[N];科技日報;2010年

10 通訊員 謝盼　張博;河北：海冰融化影響水產(chǎn)養(yǎng)殖[N];中國氣象報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季順迎;渤海海冰數(shù)值模擬及其工程應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2001年

2 張晰;極化SAR渤海海冰厚度探測研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

3 王杭州;海冰基太陽輻照度剖面自動監(jiān)測及校正技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 樊婷婷;近30年來南極海冰增長的本質(zhì)特征及其影響機制[D];中國海洋大學(xué);2015年

5 鐘文理;波弗特流渦系統(tǒng)下的加拿大海盆中上層海洋多年變化及其機制[D];中國海洋大學(xué);2015年

6 郝光華;北極海冰密集度反演與季節(jié)性海冰雙模態(tài)特征研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

7 季青;基于衛(wèi)星測高技術(shù)的北極海冰厚度時空變化研究[D];武漢大學(xué);2015年

8 趙寶剛;渤海遼東灣冰區(qū)工程點雷達海冰監(jiān)測和預(yù)報技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2008年

9 王瑞學(xué);海冰動力學(xué)數(shù)值模擬及波浪與海冰相互作用[D];大連理工大學(xué);2010年

10 李春花;海冰在潮汐和波浪作用下的斷裂機理研究[D];大連理工大學(xué);2000年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張樹剛;夏季北冰洋海冰融化過程中能量分配的研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

2 張蕊;北極夏季海冰表面融池形態(tài)分析[D];大連理工大學(xué);2010年

3 劉慧慧;超聲波冰密度檢測方法的機理研究[D];太原理工大學(xué);2016年

4 牛璐;中國凍雨潛在發(fā)生指數(shù)及凍雨的年代際變化[D];中國海洋大學(xué);2015年

5 王傳印;CICE5.0北極冰面融池覆蓋率模擬研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

6 王植鵬;基于模糊決策樹的HJ-1影像海冰分類技術(shù)研究[D];青島科技大學(xué);2016年

7 邵珠德;南極春夏季海冰變化及其與氣候要素的關(guān)系研究[D];南京大學(xué);2016年

8 孔愛婷;南北極海冰時空變化分析及信息系統(tǒng)構(gòu)建[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

9 左正道;1979-2012年北極海冰運動特征及其對氣旋活動的響應(yīng)研究[D];上海海洋大學(xué);2016年

10 胡迎迎;結(jié)合投影變換和相位相關(guān)的海冰運動監(jiān)測[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號：583974